An investigation of worn work roll materials used in the finishing stands of the hot strip mill for steel rolling

The surface failure characteristics of different work roll materials, i.e. High Speed Steel, High Chromium Iron and Indefinite Chill Iron, used in the finishing stands of a hot strip mill have been investigated using stereo microscopy, 3D optical profilometry, scanning electron microscopy and energy dispersive X-ray spectroscopy. The results show that the surface failure mechanisms of work rolls for hot rolling are very complex, involving plastic deformation, abrasive wear, adhesive wear, mechanical and thermal induced cracking, material transfer and oxidation. Despite the differences in chemical composition and microstructure, the tribological response of the different work roll materials was found to be strongly dependent on the material microstructure and especially the presence and distribution of microstructural constituents, such as the different carbide phases and graphite (in the case of Indefinite Chill Iron). Cracking and chipping of the work roll surfaces, both having a negative impact on work roll wear, are strongly influenced by the presence of carbides, carbide networks and graphite in the work roll surface. Consequently, the amount of carbide forming elements as well as the manufacturing process must be controlled in order to obtain an optimised microstructure and a predictable wear rate.

Estudo filogenético das espécies da seção Torva do gênero Solanum L. (Solanaceae) na região sul do Brasil

O gênero Solanum L. (Solanaceae) compreende mais de 1000 espécies, incluindo táxons de grande interesse econômico por seu valor alimentício e medicinal. Este gênero é dividido em três subgêneros: Bassovia, Solanum e Leptostemonum. O subgênero Leptostemonum é dividido em dez seções, e entre essas destaca-se a seção Torva que possui representantes no sul do Brasil, e cujas espécies têm amplo interesse por apresentarem substâncias ativas de grande utilidade farmacológica. Entretanto, dentro dessa seção existem problemas taxonômicos, inclusive com a presença de indivíduos de morfologia intermediária, que dificultam sua classificação e, conseqüentemente, o seu melhor aproveitamento. Nesse trabalho, foram realizados dois estudos de caráter filogenético a fim de conhecer as relações de parentesco entre as espécies de Solanum seção Torva, presentes no sul do Brasil, e destas com espécies de outras seções do subgênero Leptostemonum. Em ambos os estudos foram utilizados quatro marcadores (genomas nuclear e plastidial): a região ITS (espaçadores internos transcritos do DNA nuclear ribossomal) incluindo ITS1, ITS2 e o gene 5,8S; o íntron trnL e os espaçadores intergênicos trnL-trnF e trnS-trnG do DNA plastidial. O marcador ISSR (Inter Simple Sequence Repeats) foi utilizado para verificar a variabilidade genética entre as espécies de Solanum seção Torva e testar o grau de polimorfismo de quatro “primers” dentro dessa seção. As análises realizadas evidenciaram uma origem monofilética para a seção Torva. Além disso, foi verificada uma relação de parentesco mais acentuado dessa seção com S. melongena, S. jamaicense e S. sisymbriifolium. Dentro da seção Torva foram observados agrupamentos que relacionam a espécie de morfologia intermediária a seus possíveis progenitores S. paniculatum e S. guaraniticum. Os quatro agrupamentos mais freqüentes observados dentro da seção foram: a aproximação de S. guaraniticum, S. bonariense e S. paniculatum X S. guaraniticum; o relacionamento entre S. adspersum e S. tabacifolium; a interação entre S. paniculatum e a espécie de morfologia intermediária; e a aproximação entre S. paniculatum e S. variabile. Este trabalho contribuiu para o conhecimento evolutivo das espécies dessa complexa seção que vem levantando interesse de inúmeros pesquisadores.

Efeitos de Solanum sisymbriifolium Lam. e S. nigrum L. sobre o nemátode - das - lesões - radiculares (Pratylenchus goodeyi (Cobb) Sher & Allen, 1953) parasita da bananeira (Musa acuminata Colla)

A cultura da bananeira é de grande importância económica para a Ilha da Madeira. A procura de formas de agricultura mais sustentáveis, como é o caso da agricultura biológica, tem levado ao desenvolvimento de estratégias alternativas aos produtos fitofarmacêuticos que possam ser utilizadas pelos agricultores. O objectivo geral deste trabalho foi o contribuir para a agricultura da Madeira desenvolvendo uma estratégia de luta contra o nemátode-das-lesões-radiculares, Pratylenchus goodeyi, utilizando Solanum sisymbriifolium e S. nigrum como cultura armadilha ou como biofumigante. Os isolados de P. goodeyi foram obtidos a partir da cultura in vitro em discos de cenoura e de raízes de bananeira infectadas pelo nemátode. Apesar de P. goodeyi se ter reproduzido nas plantas de S. sisymbriifolium e de S. nigrum, os factores de reprodução foram muito baixos (0,001), podendo estas plantas serem consideradas como resistentes ou, pelo menos, hospedeiros fracos. Os efeitos da incorporação, de diferentes partes de S. sisymbriifolium e S. nigrum (raízes, raízes+parte aérea e parte aérea), no solo com plantas de bananeira, infectadas com P. goodeyi, foram avaliados em relação ao crescimento das plantas de bananeira e à reprodução do nemátode. Verificou-se que qualquer uma das espécies de Solanum influenciou o crescimento das plantas de bananeira, principalmente daquelas em que as raízes foram incorporadas no solo. A reprodução de P. goodeyi nas plantas de bananeira, apenas infectadas com o nemátode, foi superior à sua reprodução nas plantas em que ocorreu incorporação no solo. Relativamente aos efeitos dos extractos aquosos das plantas de Solanum na mortalidade de P. goodeyi concluiu-se que os extractos de S. sisymbriifolium foram os mais eficazes, principalmente na concentração de 250 mg/ml. De acordo com os resultados obtidos, conclui-se que as plantas S. sisymbriifolium e S. nigrum poderão ser utilizadas como biofumigante e como adubo verde, contribuindo para melhorar a qualidade e a quantidade das produções, eliminando os efeitos negativos, de produtos de origem química, sobre a saúde e o ambiente.

Caracterização do cDNA da NAD-MDH citosólica e da H+ ATPase Vacuolar no amadurecimento da anona (Annona cherimola Mill)

A Annona cherimola é um fruto exótico, com um sabor agradável. Este fruto tem um elevado potencial comercial, mas apresenta um tempo médio de vida curto devido ao seu rápido amadurecimento. Por esta razão é necessário conhecer melhor o processo de amadurecimento deste fruto. Na Região Autónoma da Madeira a cultura da anoneira é muito importante em termos comerciais. O processo de amadurecimento leva a diversas modificações bioquímicas e fisiológicas. Existem várias enzimas e substâncias que integram este processo. Neste trabalho iremos estudar os genes das enzimas malato desidrogenase e H+ ATPase vacuolar que estão envolvidos no processo de amadurecimento dos frutos. Utilizando as técnicas de RACE e sequenciação foi possível determinar a sequência nucleotídica do cDNA destes genes. O cDNA da malato desidrogenase é composto por 1364 nucleótidos, contendo uma zona 5’ UTR com 84 nucleótidos, uma zona 3’ UTR com 284 nucleótidos e um sinal de poliadenilação com a sequência AATAAA. A ORF apresenta 996 nucleótidos, codificando uma proteína com 332 aminoácidos. Para a H+ ATPase vacuolar foi amplificado o cDNA da subunidade C do domínio V1. Esta apresenta 799 nucleótidos, dos quais 36 são da 5’ UTR, 266 da 3’ UTR e 498 da ORF. A ORF codifica uma proteína com 166 aminoácidos.

Nematicidal activity of Solanum nigrum and S. sisymbriifolium extracts against the root-lesion nematode Pratylenchus goodeyi and its effects on infection and gene expression

The control of Pratylenchus goodeyi a common nematode parasite of banana crop in Madeira Island can benefit from searching for natural nematicides through plants extracts. With this aim we submitted Solanum nigrum and S. sisymbriifolium dried plants to a sequential extraction in the solvent sequence of dichloromethane, acetone, ethanol and water, and to na aqueous extraction of the fresh and dried plants. Analyses with the extracts at several concentrations were used to assess mobility and mortality on P. goodeyi. Results showed that the water extract and aqueous extracts from both plants at a concentration of 10 mg/mL affected nematode mobility and caused mortality but the acetone extract from S. nigrum was the most efficient, causing 100% mortality whereas dichloromethane had no effect on P. goodeyi. Determination of the lipophilic and phenolic compounds present in the two most effective Solanum extracts (acetone and water) and in dichloromethane extract revealed that some of these compounds had nematicidal activity. S. nigrum acetone extract (10 mg/mL) was used to find out the nematicidal potential following the effect at gene expression level and nematode behaviour. Genes coding for calreticulin and beta-1,4- endoglucanase related to parasitism and translocon-associated protein putatively connected to stress were obtained and its relative expression assessed in nematodes exposed to the extract. Results revealed that expression of Pg-CRT decreased showing to influence the infection, Pg-ENG remained steady and Pg-TRAPδ was induced over time exposure. Biological assays showed that P. goodeyi mobility and ability to infect the banana roots were affected as a decrease in the number of nematodes that reached the roots was obtained with the increased exposure time to the extract being implicated in the infection success. The information obtained from this thesis showed that S. nigrum has potential to be used for the development of a new control strategy against plant-parasitic nematodes.

Comparative analysis of the volatile fraction from Annona cherimola Mill. cultivars by solid-phase microextraction and gas chromatography–quadrupole mass spectrometry detection

The analysis of volatile compounds in Funchal, Madeira, Mateus and Perry Vidal cultivars of Annona cherimola Mill. (cherimoya) was carried out by headspace solid-phase microextraction (HS-SPME) combined with gas chromatography–quadrupole mass spectrometry detection (GC–qMSD). HS-SPME technique was optimized in terms of fibre selection, extraction time, extraction temperature and sample amount to reach the best extraction efficiency. The best result was obtained with 2 g of sample, using a divinylbenzene/carboxen/polydimethylsiloxane (DVB/CAR/PDMS) fibre for 30 min at 30 °C under constant magnetic stirring (800 rpm). After optimization of the extraction methodology, all the cherimoya samples were analysed with the best conditions that allowed to identify about 60 volatile compounds. The major compounds identified in the four cherimoya cultivars were methyl butanoate, butyl butanoate, 3-methylbutyl butanoate, 3-methylbutyl 3-methylbutanoate and 5-hydroxymethyl-2-furfural. These compounds represent 69.08 ± 5.22%, 56.56 ± 15.36%, 56.69 ± 9.28% and 71.82 ± 1.29% of the total volatiles for Funchal, Madeira, Mateus and Perry Vidal cultivars, respectively. This study showed that each cherimoya cultivars have 40 common compounds, corresponding to different chemical families, namely terpenes, esters, alcohols, fatty acids and carbonyl compounds and using PCA, the volatile composition in terms of average peak areas, provided a suitable tool to differentiate among the cherimoya cultivars.

Integrated valorization of Anona Cherimola Mill. seeds

Agricultural and agro-industrial residues are often considered both an environmental and an economical problem. Therefore, a paradigm shift is needed, assuming residues as biorefinery feedstocks. In this work cherimoya (Annona cherimola Mill.) seeds, which are lipid-rich (ca. 30%) and have a significant lignocellulosic fraction, were used as an example of a residue without any current valorization. Firstly, the lipid fraction was obtained by solvent extraction. Extraction yield varied from 13% to 28%, according to the extraction method and time, and solvent purity. This oil was converted into biodiesel (by base-catalyzed transesterification), yielding 76 g FAME/100 g oil. The obtained biodiesel is likely to be incorporated in the commercial chain, according to the EN14214 standard. The remaining lignocellulosic fraction was subjected to two alternative fractionation processes for the selective recovery of hemicellulose, aiming different products. Empirical mathematical models were developed for both processes, aiming future scale-up. Autohydrolysis rendered essentially oligosaccharides (10 gL-1) with properties indicating potential food/feed/pharmacological applications. The remaining solid was enzymatically saccharified, reaching a saccharification yield of 83%. The hydrolyzate obtained by dilute acid hydrolysis contained mostly monosaccharides, mainly xylose (26 gL-1), glucose (10 gL-1) and arabinose (3 gL-1), and had low content of microbial growth inhibitors. This hydrolyzate has proven to be appropriate to be used as culture media for exopolisaccharide production, using bacteria or microbial consortia. The maximum conversion of monosaccharides into xanthan gum was 0.87 g/g and kefiran maximum productivity was 0.07 g.(Lh)-1. This work shows the technical feasibility of using cherimoya seeds, and materials as such, as potential feedstocks, opening new perspectives for upgrading them in the biorefinery framework.

Antiophidic Solanidane Steroidal Alkaloids from Solanum campaniforme

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Efeito da época sobre a emergência de Sida rhombifolia e Solanum viarum em diferentes profundidades de semeadura

O conhecimento da profundidade ideal de germinação de sementes de plantas daninhas é importante para o desenvolvimento de estratégias de manejo eficientes, seguras e econômicas. Com o objetivo de estudar a emergência de plântulas de Sida rhombifolia L. e Solanum viarum Dunal, em resposta à época (setembro de 2008 e janeiro de 2009) e às profundidades de semeadura (0, 1, 2, 3, 4 e 5 cm), foram realizados dois experimentos em casa de vegetação. Sida rhombifolia mostrou-se sensível às variações de temperatura, em decorrência das épocas de semeadura, e os maiores percentuais de emergência ocorreram nas profundidades entre 1 e 4 cm. Para S. viarum, observou-se forte influência da temperatura sobre a sua emergência, sendo, observado o máximo de emergência, nas profundidades de 1 a 5 cm e sua redução para as sementes locadas na superfície do solo.

Acúmulo de massa seca e de macronutrientes por plantas de Glycine max e Solanum americanum

A soja é uma das principais culturas agrícolas do Brasil, sendo a sua produtividade muito influenciada pela competição exercida pelas plantas daninhas. Foram realizados dois experimentos em casa de vegetação, em Jaboticabal, SP, objetivando determinar o acúmulo de massa seca, assim como a distribuição e o acúmulo de macronutrientes em plantas de soja, no período de outubro de 2000 a fevereiro de 2001, e de Solanum americanum, no período de janeiro a maio de 1995. As plantas cresceram em vasos com capacidade de 7 litros, preenchidos com areia de rio lavada e peneirada; elas foram irrigadas diariamente com solução nutritiva. Os tratamentos foram representados pelas épocas de amostragem, realizada a intervalos de 14 dias, iniciando-se 21 dias após a emergência (DAE), até 161 DAE para S. americanum e 119 DAE para soja cv. BR-16 (precoce). O ponto de máximo acúmulo teórico de massa seca deu-se aos 104 DAE para a soja (35,0 g por planta) e 143 DAE para S. americanum (179,62 g por planta). da emergência até 49 e 63 DAE, as folhas apresentaram maior participação no acúmulo de massa seca para soja e S. americanum, respectivamente. Após esses períodos, verificou-se, em ambas as espécies, inversão na representatividade das folhas por caules para a espécie daninha e por caules e, posteriormente, por estruturas reprodutivas, para a cultura. A taxa de absorção diária dos macronutrientes atingiu maiores valores entre 69 e 87 DAE para a soja e entre 105 e 119 DAE para a planta daninha. Considerando a média dos valores de pontos de inflexão observados para a cultura da soja, tem-se que aos 75 DAE uma planta de soja acumula teoricamente 23,9 g de massa seca, 564,4 mg de N, 7,1 mg de P, 490,8 mg de K, 487,0 mg de Ca, 156,6 mg de Mg e 36,0 mg de S. Para o mesmo período, uma planta de S. americanum acumula teoricamente 33,75 g de massa seca, 875,96 mg de N, 88,46 mg de P, 983,54 mg de K, 647,60 mg de Ca, 100,93 mg de Mg e 42,15 mg de S.

Growth and mineral nutrition of Solanum americanum

Um experimento em casa de vegetação foi conduzido entre novembro de 1995 e abril de 1996 na FCAV/UNESP, Brasil, objetivando estudar a produção de matéria seca, a distribuição e o acúmulo de macronutrientes por Solanum americanum - uma importante planta infestante de culturas anuais e perenes no Brasil. As plantas foram cultivadas em vasos de 7 L com substrato de areia, os quais foram irrigados diariamente com solução nutritiva de Hoagland & Arnon. O delineamento experimental foi inteiramente casualizado, com quatro repetições. Os tratamentos corresponderam às épocas de avaliação, em intervalos de 14 dias, iniciando-se 21 dias após a emergência (DAE). em cada avaliação, as plantas de quatro vasos foram analisadas quanto à produção de matéria seca e ao conteúdo de macronutrientes. S. americanum apresentou pequeno acúmulo de matéria seca e de macronutrientes no início da fase experimental. Esses acúmulos intensificaram-se após 77 DAE, atingindo o máximo valor teórico aos 142, 142, 164, 149, 140, 149 e 152 DAE, para matéria seca, N, P, K, Ca, Mg e S, respectivamente. K e N foram os macronutrientes acumulados em maior quantidade por plantas de S. americanum.

Morfologia de frutos e sementes de espécies arbóreas do gênero Solanum L.

O objetivo do trabalho foi caracterizar a morfologia do fruto e da semente de três espécies florestais nativas do Brasil, Solanum granuloso-leprosum Dunal, S. lycocarpum A.St.-Hil. e S. pseudoquina A.St.-Hil., recomendadas para plantações destinadas à recuperação de áreas degradadas. Os frutos são indeiscentes, carnosos, do tipo baga, globosos, polispérmicos e constituídos por dois ou mais lóculos. As sementes são estenospérmicas, campilótropas, elipsóides, comprimidas, apresentando seção longitudinal largo-ovalada ou achatado-ovalada e seção transversal elíptica. Hilo mediano-marginal localizado em uma depressão e micrópila arredondada. Sementes albuminosas, com endosperma abundante, periférico, carnoso-firme, semitransparente e de coloração esbranquiçada. Embrião axial, linear, contínuo e curvado. em Solanum lycocarpum e S. pseudoquina o embrião é circinado e em S. granuloso-leprosum é espiralado.

Resistência de genótipos de batata (Solanum spp.) a Diabrotica speciosa (Germar, 1824) (Coleoptera: Chrysomelidae)

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)